制备培养基的基本原则可以用“有的放矢、营养协调、条件适宜、经济节约”这16个字来概括。
一,有的方矢
所谓“有的方矢”就是根据培养的对象和目的,如营养何种菌、获何种产物;用于实验室还是大规模生产以及作种子培养用还是发酵等类制备培养基。
培养细菌、放线菌、酵母菌与霉菌的培养基是不同的自养微生物有较强的生物合成能力,所以自养微生物的培养基完全由无机盐组成。异养微生物的生物合成能力较弱,所以培养基中至少要有一种有机物,通常是葡萄糖。
如果是为了获取微生物细胞或是作为种子培养基,一般地说,营养成分应丰富些,尤其是氮源含量应高些,即c/n低,这样有利于微生物的生长与繁殖;反之,如果是为了获取代谢产物或是作为发酵培养基,培养基的C/N应该更高些,即所含氮源宜低些,以使微生物生长不致过旺而有利于代谢产物的积累。
二,营养协调
培养基应含有维持微生物所必须的一切营养物质。但更重要的是,营养物质浓度与配比要合适,这就是“营养协调”。就大多数微生物来说,他们所需何种营养元素的比例大体是:水>碳源>氮源>P、S>K、Mg>生长因子。其中碳源与氮源的比例尤为重要。
三,条件适宜
微生物的生长除了取决于营养因素之外,还受Ph、氧气、渗透压等物理化学因素的影响,而微生物的生长反过来又会影响环境条件。为使微生物良好地生长、繁殖或积累代谢产物,必须创造尽可能适宜的生长条件。
1,pH 调节培养基pH的原因之一是各大类群微生物都有其各自生长pH范围。一般来说,细菌生长最适pH范围在7.0-8.0之间;放线菌在7.5-8.5之间,酵母菌在3.8-6.0之间,而霉菌则在4.0-5.8之间。具体的每一种微生物还有其特定的最适生长pH范围。但是对于某些极端环境中的微生物来说,往往可以大大突破所属类群微生物pH范围的上限和下限。
2,渗透压及其他条件 绝大多数微生物适宜于在等渗溶液中生长。一般培养基的渗透压都是适合的,但培养嗜盐微生物和嗜渗透压微生物时就要提高培养基的渗透压。培养嗜盐微生物常加入适量NaCl,海洋微生物的最适生长盐度约为3.5%。培养基嗜渗透压微生物时加入接近饱和量的蔗糖。
四,节约经济
节约经济的原则也是不可忽视的,尤其是在设计、制备大规模生产用的培养基时更应如此。在保证微生物生长与积累代谢产物需要的前提下,经济节约原则大致有:"以粗代精"、”以野带家“、“以简代繁”、“以烃代粮”、“以纤代糖”、“以氮带朊”和“以国产代进口”等方面。